含银废水多采用脉冲电解法处理，比普通直流电解法相比，可减少浓差极化，提高电流效率20%～30%，电解时间缩短30%～40%，节省电能30%～40%，提高银回收纯度。图3-21脉冲电解法处理含银废水工艺流程3.主要设计参数电解槽电极电路宜采用单极性电路，便于从阴极板剥取银，电解槽最好连续运行。......
2023-06-19
处理含铬废水的电解法优化方案
【摘要】：从车间排出的含铬废水汇集于调节池内，然后送入电解槽，经电解处理后流入沉淀池，沉淀后的废水再经滤池处理，符合排放标准后可重复使用或直接排放。沉淀池的作用是使在电解过程中生成的氢氧化铬和氢氧化铁从水中分离出来。
1.基本原理
在电解槽中一般放置铁电极，在电解过程中铁板阳极溶解产生亚铁离子。亚铁离子是强还原剂。在酸性条件下，可将废水中的六价铬还原为三价铬，其离子反应方程如下：
从以上反应式可知，还原一个六价铬离子需要三个亚铁离子，阳极铁板的消耗，理论上应是被处理六价铬离子的3.22倍（重量比）。若忽略电解过程中副反应消耗的电量和阴极的直接还原作用，从理论上可算出，1安培小时的电量可还原0.3235g铬。
在阴极除氢离子获得电子生成氢外，废水中的六价铬直接还原为三价铬。离子反应方程式为：
从上述反应可知，随着电解过程的进行，废水中的氢离子浓度将逐渐减少，结果使废水碱性增强。在碱性条件下，可将上述反应得到的三价铬和二价铁以氢氧化铬和氢氧化铁的形式沉淀下来，其反应方程为：
实验证明，电解时阳极溶解产生的亚铁离子是六价铭还原为三价铬的主要因素，而阴极直接将六价铬还原为三价铬是次要的。这可从铁阳极腐蚀严重的现象中得到证明。因此，为了提高电解效率，采用铁阳极并在酸性条件下进行电解是有利的。
应该指出的是，铁阳极在产生亚铁离子的同时，由于阳极区氢氧子的消耗和氢氧根离子浓度的增加，引起氢氧根离子在铁阳极上放出电子，结果生成铁的氧化物，其反应式如下：
将上述两个反应相加得：
随着Fe2O3·FeO的生成，使铁板阳极表面生成一层不溶性的钝化膜。这种钝化膜具有吸附能力，往往使阳极表面粘附着一层棕褐色的吸附物（主要是氢氧化铁）。这种物质阻碍亚铁离子进入废水中去，从而影响处理效果。为了保证阳极的正常工作，应尽量减少阳极的钝化。减少阳极钝化的方法大致有3种：
（l）定期用钢丝刷清洗极板。这种方法劳动强度大。
（2）定期将阴、阳极交换使用。利用电解时阴极上产生氢气的撕裂和还原作用，将极板的钝化膜除掉，其反应为：
电极换向时间与废水含铬浓度有关，一般由试验确定。
（3）投加食盐电解质。由NaCl生成的氯离子能起活化剂的作用。因为氯离子容易吸附在已钝化的电极表面，接着氯离子取代膜中的氧离子，结果生成可溶性铁的氯化物面导致钝化膜的溶解。投加食盐不仅为了除去钝化膜，也可增加废水的导电能力，减少电能的消耗。食盐的投加量与废水中铬的浓度等因素有关，可用试验确定。
2.工艺流程
电解法宜用于处理生产过程中所产生的各种含铬废水：用电解法处理的含铬废水，六价铬离子含量不宜大于100mg/L，pH值宜为4.0～6.5。
电解法除铬的工艺有间歇式和连续式两种。一般多采用连续式工艺，其工艺流程如图3-20所示。从车间排出的含铬废水汇集于调节池内，然后送入电解槽，经电解处理后流入沉淀池，沉淀后的废水再经滤池处理，符合排放标准后可重复使用或直接排放。
图3-20 含铬废水处理工艺流程
调节池的作用是调节含铬废水的水量和浓度，使进入电解槽的废水量和浓度比较均匀，以保证电解处理效果。调节池设计成两格，容积应根据水量和浓度的变化情况确定，如无资料时可按2～4h平均流量设计。
沉淀池的作用是使在电解过程中生成的氢氧化铬和氢氧化铁从水中分离出来。当废水中六价铬离子含量为50～100mg/L时，沉淀时间宜为2h，污泥体积可按处理废水体积的5%～10%估算。当废水中六价铬离子含量为100mg/L时，处理每m3废水所产生的污泥干重可按1kg/m3计算。在沉淀池沉淀下来的污泥送入污泥脱水设备，经脱水后运走进行处置。
滤池的作用是去除未被沉淀池除去的氢氧化铬和氢氧化铁。滤池可采用重力式或压力式滤池。滤池反冲洗水排入沉淀池处理。
3.电解槽的工艺计算
（1）电解槽有效容积。
电解槽有效容积可按下式计算，并应满足极板安装所需的空间。
式中：W——电解槽有效容积，m3；
t——电解历时，当废水中六价铬离子含量小于50mg/L时，t值宜为5～10min，当含量为50～100mg/L时，t值宜为10～20min。
（2）电流强度。
电流强度可按下式计算：
式中：I——计算电流，A；
KCr——1g六价铬离子还原为三价铬离子所需的电量，宜通过试验确定，当无试验条件时，可采用4～5（A·h/gCr）；
Q——废水设计流量，m3/h；
C——废水中六价铬离子含量，g/m3；
n——电极串联次数，n值应为串联极板数减1。
（3）极板面积。
极板面积可按下式计算，电解槽宜采用双极性电极、竖流式，并应采取防腐和绝缘措施。极板的材料可采用普通碳素钢板，厚度宜为3～5mm，极板间的净距离宜为10mm左右。还原1g六价铬离子的极板消耗量，可按4～5g计算。电解槽的电极电路，应按换向设计。
式中：F——单块极板面积，dm2；
a——极板面积减少系数，可采用0.8；
m1——并联极板组数（若干段为一组）；
m2——并联极板段数（每一串联极板单元为一段）；
m3——极板电流密度，可采用0.15～0.3A/dm2。
（4）电压。
电解槽采用的最高直流电压，应符合国家现行的有关直流安全电压标准、规范的规定。计算电压可按下式计算：
式中：U——计算电压，V；
U1——极板间电压降，一般宜在3～5V范围内；
U2——导线电压降，V。
（5）极板间电压降。
极板间电压降可按下式计算：
式中：a——电极表面分解电压，宜通过试验确定，当无试验资料时，a值可采用1V左右；
b——板间电压计算系数，Vdm2/A，b值宜通过试验确定，当无试验资料时，可按表3-1采用。
表3-1 极间电压计算系数b
（6）电能消耗。
电能消耗可按下式计算：
式中：N——电能消耗，kWh/m3；
——整流器效率，当无实测数值时，可采用0.8。
选择电解槽的整流器时，应根据计算的总电流和总电压值增加30%～50%的备用量。
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